KR19980067443A - 유체베어링의 동압 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체베어링의 동압 발생장치에 관한 것으로, 유체베어링의 동압 발생장치 형상을 라운드지게 하여 유입되는 유량이 증가되도록 하는 유체베어링의 동압 발생장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명에 따른 유체베어링의 동압 발생장치는, 축과 회전체 사이에 유체압이 발생되게 형성된 동압 발생홈을 포함하는 베어링에 있어서, 상기 동압 발생홈의 위측 모서리부분에 일정한 곡률반경의 곡면으로 이루어진다.

Description

유체베어링의 동압 발생장치

본 발명은 유체베어링의 동압 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체베어링의 동압 발생장치 형상을 라운드지게 하여 유입되는 유량이 증가되도록 하는 유체베어링의 동압 발생장치에 관한 것이다.

최근 들어 컴퓨터, 오디오 시스템, 영상 기기 등과 같은 정보, 매체 산업의 기술력이 증가되면서 각종 기기의 크기는 소형화되고, 소형화에 따라 더욱 미세하고 정밀한 성능을 갖는 기기의 부품을 요구하고 있는 실정이다.

특히, 컴퓨터의 경우 기억장치의 하나인 하드 디스크(HDD)의 스핀들 모터 구동장치 및 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 오디오 시스템의 경우 레이저 디스크 및 콤팩트 디스크 구동 장치, 영상 기기의 경우 VCR 헤드 및 캠코더의 구동 장치 등은 공통적으로 구동장치에 결합되어 있는 회전축과 회전체를 고속회전 시킴으로서 원하는 데이터의 저장 및 탐색, 데이터 재생 등의 작업을 하게 된다.

이때 회전축은 매우 고속으로 회전하게 됨으로 고속 회전에 의한 축 떨림 및 축 흔들림, 축 진동 등은 고속회전시 제품의 성능에 치명적인 결과를 가져오게 됨에 따라 기기 들의 고속회전에 의한 문제점들을 보안하기 위해 기계요소중 하나인 베어링이 사용되고 있으며, 회전축에 최소의 마찰력이 작용하도록 하는 여러 가지 베어링 종류들중 공기 또는 오일(oil)을 사용하는 유체 베어링 장치가 널리 사용되고 있다.

이와 같은 유체 베어링 장치중 초정밀, 초고속 회전 성능을 요구하는 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 하드 디스크(HDD)의 스핀들 모터, VTR 헤드 구동 장치 등은 드러스트 베어링의 동압 발생홈으로 유입되어 동압을 발생시키는 유체로 강성이 공기보다 뛰어난 비압축성 오일 종류를 사용하기도 한다.

도 1은 종래의 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 도면으로, 베어링 브라켓(10)에는 소정 직경을 갖는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공에는 도시된 바와 같은 슬리이브(sleeve;20)가 끼워진 후, 고정 나사(22) 등에 의해 베어링 브라켓(10)과 체결되어 있으며, 슬리이브(20)에는 축(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.

축(30)의 하단부(30b)는 축(30)의 수직 드러스트 하중을 받치고 있는 드러스트 베어링(40)과 면접하고 있으며, 드러스트 베어링(40)의 상면에는 소정 형태, 예를 들면 헤링본 동압 발생홈 형태의 제 1 동압 발생홈(50)이 형성되어 있는 바, 제 1 동압 발생홈(50)은 드러스트 베어링(40) 상면에 형성되어 있는 소정 원주선상에 소정 각도를 갖는 절곡부가 형성되어 있는 헤링본 형상의 제 1 동압 발생홈(50)은 에칭, 플라즈마 등 여러 가지 가공기계, 가공방법에 의해 수 ㎛의 깊이로 정밀 가공되어 있다.

이와 같이 제 1 동압 발생홈(50)이 형성되어 있는 드러스트 베어링(40)은 다시 슬리이브(20)와 나사(24) 등에 의해 체결되어 있고, 축(30)의 중간 부분에는 허브(70)가 압입되어 축(30)과 고정되어 있으며, 허브(70)에는 일부분만 도시된 모터(60)가 접합되어 축(30)은 모터(60)와 함께 회전하며, 허브(70)에는 폴리건 미러(80)가 부착된다.

그리고, 제 1 동압 발생홈(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, 드러스트 베어링(40)의 전면부로 수직되게 형성되어 유체가 유입되어 압력이 발생하게 되어 있다.

이와 바와 같이 종래의 드러스트 베어링장치가 구비되어 있는 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치의 작용을 첨부된 도 1, 도 2을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일부분만 도시된 모터(60)에 전원이 인가되면 모터(60)는 각속도가 0인 상태에서 점차 각속도가 증가하여 소정 시간이 지난 후 최고 각속도에 도달하게 되어 각속도는 일정해지는데, 이때 축(30)도 모터(60)와 동일한 각속도로 회전하게 된다.

이때, 제 1 동압 발생홈(50)의 절곡부를 기준으로 양측의 유체 유입부로 소정 유체가 유입되어 축(30)을 부상시키려는 유체압이 형성되는데, 드러스트 베어링(40)과 축의 하단부(30a)의 면적과 축자중 및 축하중은 변화가 없음으로, 유체압은 축(30)의 각속도에 비례하여 커지다가, 축(30)이 소정 분당 회전수에 도달해 축(30)의 자중 및 축 하중 보다 유체압이 커지게 되면 축(30)은 제 1 동압 발생홈(50)으로부터 일정한 간극을 형성하면서 제 1 동압 발생홈(50)의 상부로 부상 후, 평형상태를 이루게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 유체베어링의 동압 발생장치는, 소정 유체압을 발생시키는 유체가 동압 발생홈으로 유입될 때 사각 형상의 동압 발생홈 내부로 급격히 유입됨에 따라 동압 발생홈 내부의 전면부에서 유체압의 크기가 감소되어 동압이 충분하게 발생하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 유체베어링의 동압 발생장치 내부로 유입되는 유량을 증가시켜 유체의 압력을 상승시킬 수 있도록 하는 유체베어링의 동압 발생장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 종래의 유체베어링 장치가 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 단면도,

도 2는 도 1의 유체베어링의 동압 발생장치를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 유체베어링의 동압 발생장치를 도시한 단면도이다.

도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

20: 슬리이브 30: 축

100: 유체베어링 110: 동압 발생홈

120: 곡면

전술한 본 발명의 목적은, 축과 회전체 사이에 유체압이 발생되게 형성된 동압 발생홈을 포함하는 베어링에 있어서, 상기 동압 발생홈의 위측 모서리부분에 일정한 곡률반경의 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체베어링의 동압 발생장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 곡면은, 상기 동압 발생홈의 양측 모서리에 형성된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 곡면은, 상기 동압 발생홈의 양측 모서리중 하나에만 형성된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 곡면은, 상기 동압 발생홈의 회전방향쪽의 모서리에 형성된다.

본 발명의 다른 특징과 효과는, 이하 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명할 본 발명의 바람직한 실시 예에 의해 더욱 명확해질 것이다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 유체베어링의 동압 발생장치를 도시한 단면도이다.

본 실시예에 의한 유체베어링의 동압 발생장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 축(30)의 단부에 걸리는 자하중을 지지하는 드러스트 베어링(100)과, 축(30)과 슬리이브(20)간에 발생하는 레이디얼 베어링(90)의 소정부에 각각 형성된 동압 발생홈(110)과, 이 동압 발생홈(110)의 상면 양측 모서리부분에 외측 방향으로 완만한 곡률을 형성한 곡면(120)을 구비한다.

전술한 곡면(120)은 유체베어링(100)의 회전 진행 방향쪽인 앞쪽 모서리 일측을 라운드지게 형성하여, 유체 유입이 서서히 이루어져 한정된 공간내에서 유체가 완전히 적층되어 압력이 증가할 수 있도록 한다.

이하, 이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 모터(60)에 전원이 인가되어 모터(60)가 회전하기 시작하면, 모터(60)에 결합되어 있는 축(30)이 모터(60)와 동일 각속도로 회전하게 되는데, 이 때 축(30)의 회전속도에 대응하여 축(30)의 하단부(30b)에는 와류가 형성되고, 형성된 와류는 축(30)의 하단부(30b)와 대향하고 있는 드러스트 베어링(100)의 상부면 동압 발생홈(110)의 곡면(120)을 통해 점차적으로 곡률면을 따라 미끄러지며 유입되고, 동압 발생홈(110)으로 유입된 유체가 일정 공간에서 최대의 유체압을 발생하게 된다.

그리고, 축(30)의 드러스트 하중을 지지 및 회전하면서 드러스트 베어링(100) 사이에서 발생하는 마찰을 최소로 하기 위해서 드러스트 베어링(100)의 상면에 형성된 동압 발생홈(110) 중 스파이럴 동압 발생홈(110)으로 유입된 유체는 다시 스파이럴 형상의 동압 발생홈(110)과 헤링본 동압 발생홈(110)의 곡면(120)에서 유체의 압력이 상승되면서 슬리이브(20) 부분에서 축(30)과의 베어링 작용을 하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유체베어링의 동압 발생장치에 의하면, 소정 유체압을 발생시키는 유체가 동압 발생홈으로 유입될 때, 곡면을 통해 동압 발생홈 내부로 유체가 완만하게 유입되면서 유량이 증대되어 충분한 동압을 발생할 수 있어 회전 안전성이 증대되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 축과 회전체 사이에 유체압이 발생되게 형성된 동압 발생홈을 포함하는 베어링에 있어서:

   상기 동압 발생홈의 위측 모서리부분에 일정한 곡률반경의 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체베어링의 동압 발생장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 곡면은, 상기 동압 발생홈의 양측 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링의 동압 발생장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 곡면은, 상기 동압 발생홈의 양측 모서리중 하나에만 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링의 동압 발생장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 곡면은, 상기 동압 발생홈의 회전방향쪽의 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링의 동압 발생장치.